基于感應(yīng)勵磁的混合勵磁同步發(fā)電機的基礎(chǔ)研究.pdf

1、混合勵磁是永磁勵磁和電勵磁兩種勵磁方式的有機結(jié)合，混合勵磁電機集成了電勵磁同步電機調(diào)磁方便和永磁同步電機效率高、轉(zhuǎn)矩/質(zhì)量比大等優(yōu)點，同時又在最大程度上克服兩者的缺點，因此自20世紀(jì)80年代被提出后就受到廣泛關(guān)注，有較大的推廣應(yīng)用價值。但是到目前為止所提出的混合勵磁方案大多數(shù)都存在一定的的問題:對于串聯(lián)式混合勵磁電機其結(jié)構(gòu)雖簡單，但是其磁路磁阻大，而且電機結(jié)構(gòu)一般需要電刷滑環(huán)裝置，使用不當(dāng)容易產(chǎn)生火花;并聯(lián)式混合勵磁電機能夠?qū)崿F(xiàn)無刷化勵

2、磁，但是需要專門的勵磁系統(tǒng)，造成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。在此基礎(chǔ)上，本文設(shè)計了一種將感應(yīng)電勵磁和永磁結(jié)合起來的電機即基于感應(yīng)勵磁的混合勵磁同步發(fā)電機。該電機結(jié)構(gòu)簡單，無電刷滑環(huán)，無需副勵磁機，具有高功率密度、方便調(diào)磁的優(yōu)勢。
　　本文研究了一種新型的基于感應(yīng)勵磁的混合勵磁同步發(fā)電機，介紹了其結(jié)構(gòu)特點及基本原理。利用等效磁路法和二維有限元法，對電機的磁場性能進(jìn)行了分析;并且制造了樣機，對其進(jìn)行了空載調(diào)磁實驗操作。本文具體的研究工作主要有以下

3、幾個方面:
　　(1)針對現(xiàn)有混合勵磁同步電機有刷結(jié)構(gòu)的勵磁方案，本文進(jìn)行無刷化改進(jìn)，建立了一種基于感應(yīng)調(diào)磁的混合勵磁同步發(fā)電機模型，該電機能夠克服感應(yīng)電勵磁同步發(fā)電機和永磁電機的缺陷，同時又能最大程度的兼顧兩者的優(yōu)點，比較容易調(diào)節(jié)勵磁而且實現(xiàn)了電機的無刷化結(jié)構(gòu)。
　　(2)本文詳細(xì)地介紹了該發(fā)電機的結(jié)構(gòu)特點和工作原理，根據(jù)要求設(shè)計了電樞繞組的連接方案，介紹了電機結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)，包括電機額定運行參數(shù)、定子槽的設(shè)計、轉(zhuǎn)子槽的確

4、定。通過合理的電機結(jié)構(gòu)設(shè)計，充分發(fā)揮永磁勵磁和感應(yīng)勵磁兩者的優(yōu)點。
　　(3)建立了基于感應(yīng)勵磁的混合勵磁同步發(fā)電機的等效磁路模型。利用解析法分析了定子輔助繞組電流和轉(zhuǎn)子感應(yīng)勵磁繞組電流的關(guān)系，得出轉(zhuǎn)子勵磁磁勢。按照電機實際磁通的路徑關(guān)系，將轉(zhuǎn)子勵磁磁勢和永磁磁勢結(jié)合起來建立了電機的等效磁路分析模型，從磁路的角度初步分析了磁場調(diào)節(jié)原理。
　　(4)利用Ansoft Maxwell2D軟件建立了二維有限元模型，通過仿真分析了I